L. G. Stoyanova, E. A Ustyugova, A.I.Netrusov

Moscow Lomonosov State University, Biological Faculty, 1/12 Lenin’s Hills

Moscow, 119992, Russia

e-mail: stoyanovamsu@mail

 

Abstract. This review summarizes published data on antimicrobial metabolites formed by lactic acid bacteria (LAB), which have been used for a long time in people's daily lives for the preparation of milk products. The review includes data for low molecular mass antimicrobial substances that are the main or by-products of lactic acid fermentation. Individual chapters consider the variety of fungicidal compounds and bacteriocins produced by LAB which make it able for potential use as food biopreservatives. Detailed description, classification, synthesis and mechanism of action of bacteriocins is considered on nisin A as example of class I lantibiotics and synthesized by bacteria Lactococcus lactis ssp. lactis. The mechanism of action of class II bacteriocins considered on example of lacticine. The basic perspective directions of use of antimicrobial metabolites of LAB in industry and medicine are given in conclusion.

 

 

Молочнокислые бактерии (МКБ) уже более ста лет привлекают к себе внимание исследователей. Интерес многих ученых к МКБ связан с двумя практически важными аспектами: их влиянием на здоровье человека и способностью к консервированию пищевых продуктов. На взаимосвязь между МКБ и здоровьем человека впервые указал И.И.Мечников, предположив, что причиной большого количества заболеваний является отрицательное действие на клетки и ткани человеческого организма разнообразных токсинов и метаболитов, образуемых микроорганизмами, попадающими в организм человека. В поисках способов борьбы с преждевременной старостью он указал на молочнокислые бактерии как на антагонисты вредных микробов, обитающих в желудочно-кишечном тракте [1]. Этой гипотезе долгое время не придавали должного значения, и лишь в 1990-е годы после ряда успешных исследований ученые вновь вернулись к идее И.И. Мечникова о ведущей роли МКБ в поддержании здоровья человека. Эти исследования явились стимулом к изучению их антимикробных и пробиотических свойств.

Продление сроков хранения пищевых продуктов заботило человечество еще с древних времен. Наиболее часто в качестве консервантов использовали поваренную соль с добавлением в ряде случаев уксусной кислоты. В последнее время в пищевой промышленности активно используются химические консерванты и антибиотики, обладающие бактерицидными и фунгицидными свойствами. Но такие консерванты вызывают опасения у потребителей вследствие своей токсичности и возможности подавления естественной микробиоты организма. Использование МКБ и их метаболитов, обладающих антимикробными свойствами, является одним из активно разрабатываемых альтернативных подходов к консервированию продуктов питания. Как известно, МКБ тесно ассоциированы с пищевыми продуктами и имеют «GRAS» статус (Generally Recognized As Safe), что определяет их как абсолютно безопасные для здоровья человека и животных. Основными антимикробными веществами МКБ являются органические кислоты, образуемые в процессе сбраживания сахаров, что приводит к сильному подкислению среды обитания и предотвращению развития других групп микроорганизмов [2]. За последние десятилетия появилось много данных о продукции МКБ антимикробных веществ, относящихся к разным классам органических соединений и обладающих способностью подавлять развитие других микроорганизмов. Некоторые из таких метаболитов, в частности, бактериоцин низин, с успехом используют в промышленности для увеличения сроков годности продуктов питания. Но потребность пищевой промышленности в новых антимикробных веществах постоянно растет. Поэтому выделение и описание веществ с антимикробными свойствами, образуемых МКБ, является перспективным направлением развития фундаментальных исследований и имеет практическую значимость. Свойства отдельных антимикробных метаболитов МКБ, механизм их действия, а также перспективы использования в качестве консервантов будут рассмотрены в данном обзоре.